Зарядное устройство для автомобильного аккумулятора и мощный регулируемый источник питания

Представленная здесь схема может заряжать 12В свинцово-кислотные батареи емкостью от 50Ач до 80Ач (даже до 100Ач), а так же может быть использована в качестве 18В источника питания постоянного тока максимальной силой тока 5А.

Зарядное устройство может автоматически определить наличие подключенного аккумулятора и начать зарядку. В схеме есть функция обнаружения неправильного подключения аккумулятора (переплюсовка) с звуковой сигнализацией.

Зарядное устройство сначала заряжает батарею более высоким напряжением (около 14,2 В). И как только он полностью будет заряжен, зарядное устройство будет поддерживать заряд аккумулятора при постоянном напряжении (около 13,4 В).

Схема и работа 12В зарядного устройства показана на рис.1.

zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora-i-moshhnyj-reguliruemyj-istochnik-pitaniya-1

Вся схема построена на двух линейных регуляторах напряжения LM138 (микросхемы IC1 и IC2), сдвоенном ОУ LM358 (IC3), 12 вольтовом стабилизаторе напряжения 7812 (IC4), двух реле и пары транзисторов.

LM138 – это 3-х выводной 5А положительный регулятор напряжения. Протекающий непрерывный ток 5А сильно разогревает данный регулятор напряжения, и в результате срабатывания тепловой защиты он отключается.

Поэтому в схеме использовано два таких регулятора подключенных параллельно, с сохранением возможности регулировать выходное напряжение одним переменным сопротивлением.

Входное сетевое напряжение понижается трансформатор Х1 с 220В до 15В – 0 — 15В, которое затем выпрямляется диодами D1 и D2 и сглаживается с помощью конденсатора С1.

zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora-i-moshhnyj-reguliruemyj-istochnik-pitaniya-2

Выпрямленное напряжение, составляющее примерно 20В, подается на микросхемы IC1 и IC2, которые соединены параллельно. Их выходное напряжение регулируется либо VR1 (в режиме источника питания) или VR 2 (в режиме зарядного устройства).

Сдвоенный ОУ LM358 (IC3) используется для управления реле и выбора режима, то есть зарядное устройство / источник питания.

Когда аккумулятор не подключен, то нет питания и на IC3. Реле RL1 и RL2  отключены, и переменный резистор VR1 можно использовать для регулировки выходного напряжения с выходом на разъеме CON3.

Когда аккумулятор 12В правильно подключен к клемме CON4, операционный усилитель IC3 получает питание от аккумуляторной батареи через диод D10. Если напряжение аккумулятора ниже критического уровня (скажем, 6-9В и, по крайней мере, выше 6В), то на выводе 7 микросхемы IC3 появляется низкий уровень и светодиод LED6 загорается.

Если аккумулятор исправен (скажем, более 9В), вывод 7 IC3 переходит в высокое состояние и включается LED2, открывается  транзистор Т2, который активирует реле RL1 и RL 2.

Напряжения на выходе микросхем IC1 и IC2 регулируются переменным резистором VR2 и напряжение подается на разъем CON4.

Как только напряжение на аккумуляторе при заряде достигнет своего максимального напряжения, на выводе 1 IC3 появляется высокий уровень, на что указывает свечение светодиода LED4, а транзистор Т1 снижает напряжение на выводе 1 микросхем IC1 и IC2.

Когда аккумулятор 12В подключен (по ошибке) в обратной полярности, диод D11 проводит ток, что, в свою очередь, включает пьезо зуммер и загорается LED5.

Смотрите тестовую таблицу для контроля напряжений в различных точках при наладке.

zaryadnoe-ustrojstvo-dlya-avtomobilnogo-akkumulyatora-i-moshhnyj-reguliruemyj-istochnik-pitaniya-1-3

Первоначальная настройка и тестирование

  1. Снимите перемычки J1 и J3, подключите J2 и включите S1.
  2. Отрегулируйте VR1 и VR2 чтобы получить 9В (как напряжение севшего аккумулятора) по отношению к земле в точке TP6.
  3. Отрегулируйте VR4 таким образом, что бы можно было включать и выключать LED2 и LED6 попеременно. Реле RL1 и RL2 также должны изменять свои состояния (замкнутое/разомкнутое состояние).
  4. Отрегулируйте VR2, чтобы получить напряжение заряженного аккумулятора (скажем, 13,4 В относительно земли) в точке TP6.
  5. Отрегулируйте VR5 для включения LED4, если ТР7 соединен с землей через J3.
  6. Как только LED4 включиться, отрегулируйте VR2 чтобы получить напряжение зарядки аккумулятора (скажем, 14,2 В относительно земли) в точке TP6.
  7. Подключение перемычку J1 (J2 в еще подключена) и подстройте VR3, чтобы получить напряжение батареи в режиме ожидания (скажем, 13,4 В относительно земли) в точке TP6.
  8. После достижения необходимого напряжения, удалите перемычку J2. Схема готова к использованию.
  9. Если аккумулятор не подключен к разъему CON4, то выход источника питания будет разъем CON3, а регулировка напряжения осуществляется переменным резистором VR1. Яркость свечения LED7 пропорциональна выходному напряжению на CON3.
  10. Если аккумулятор 12В (≥50Ач) подключен к CON4 в обратной полярности, PZ1 зуммер даст звуковой сигнал и LED5 загорится.
  11. Если же аккумулятор подключен в правильной полярности к CON4, состояние аккумулятора обозначается LED2 (исправный) или LED6 (не исправный). Реле RL1 и RL2 активируются в случае, если аккумулятор исправен.

После того, как аккумулятор полностью заряжен, загорится LED4, что означает, что батарея полностью заряжена и зарядное устройство перешло в режим ожидания.

Источник: Electronics For You 11/2016


Добавить комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован.

*


\n